Evolution, Vererbung & Genetik

Lamarckismus - Experimentelle Prüfung des Lamarckismus

Experimentelle Prüfung des Lamarckismus

Experimentelle Beweise für und gegen den Lamarckismus sind mehrfach auffällig geworden. Diese Beweise decken eine große Vielfalt von Themen und Methoden ab und eröffnen neue Möglichkeiten, von denen einige weit von der ursprünglichen Behauptung entfernt sind . Eine Beweislinie geht auf die außergewöhnlichen Ergebnisse von zurückCharles-Édouard Brown-Séquard mit Meerschweinchen. Er glaubte, dass eine lokalisierte oder noch allgemeinere Verletzung eines der Elternteile zu Epilepsie oder Deformation der Nachkommen und zum Ablösen von Gliedmaßen oder Zehen führte. Diese Effekte wurden, dachte er, manchmal auf einige der Nachkommen übertragen. Die Ergebnisse wurden durch nachfolgende Arbeiten nicht bestätigt. Es stellte sich heraus, dass jede Schlussfolgerung im Extremfall gewagt ist, es sei denn, Arbeiten dieser Art werden mit Inzucht- und Stammbaummaterial durchgeführt. Sofern nicht zunächst nachgewiesen werden kann, dass einige dieser Besonderheiten von Anfang an nicht im Bestand vorhanden waren, können die Ergebnisse durch die Keimvererbung rezessiver Merkmale oder durch eine indirekte Schädigung der Keimzellen selbst verursacht werden.

CC Guthrie tauschte die Eierstöcke von schwarzen und weißen Hühnern aus und kam zu dem Schluss, dass eine Veränderung in ihnen bewirkt wurde, aber die späteren Experimente von Charles Davenport zeigten, dass keine derartigen Effekte erzeugt werden. Guthries Ergebnisse wurden wahrscheinlich durch Verunreinigungen bei den Vögeln oder durch Regeneration des ursprünglichen Eierstocks verursacht. William Castle und JC Phillips verpflanzten die Eierstöcke eines schwarzen Meerschweinchens in ein weißes. Bei der Paarung mit einem weißen Männchen entstanden schwarze Nachkommen.

John William Heslop-Harrison beschrieb das Auftreten melanischer (dunkler) Formen in der Motte Selenia nach Fütterung mit Blättern, die mit Bleinitrat oder Mangansulfat behandelt wurden. Die Beweise wiesen auf die Schlussfolgerung hin, dass die Behandlung die Veränderung bewirkte und dass die Veränderung direkt auf den Keimzellen lag. Es wurde gezeigt, dass die melanischen Typen - einer dominant, der andere rezessiv - Mendelsche Vererbung geben, wenn sie mit den Typformen gekreuzt werden.

Ab 1907 Paul Kammerer brachte von Fall zu Fall die Lehre von der Vererbung erworbener Merkmale vor. Er untersuchte die Wirkung farbiger Umgebungen auf die Hautfarbe des gefleckten Salamanders ( Salamandra maculosa)). Wenn der junge Salamander auf einen gelben Hintergrund gestellt wird, entwickelt er eine größere gelbe Färbung, wenn er das Erwachsenenstadium erreicht. Auf schwarzem Hintergrund entwickelt sich mehr Schwarz. Nachkommen der ersteren entwickeln sich auf einem gelben Hintergrund noch gelber als ihre Eltern und auf einem dunklen Hintergrund gelber als der gewöhnliche Salamander, wenn er so behandelt wird. Ebenso werden die Nachkommen künstlich hergestellter schwarzer Salamander schwärzer als ihre Eltern auf schwarzem Hintergrund. Kammerers Experimente haben, wenn sie von anderen wiederholt werden, gezeigt, dass der Hintergrund die relative Menge an Gelb oder Schwarz in einem Individuum beeinflusst, aber es wurde nie gezeigt, dass die Effekte übertragen werden. Kammerers Behauptung und die daraus resultierende Publizität trugen tatsächlich dazu bei, die Lamarcksche Doktrin in Verruf zu bringen. Britischer BiologeWilliam Bateson stellte die Gültigkeit von Kammerers Werken in einer Reihe von Papieren in Frage und forderte Kammerer auf, ihm die Untersuchung der erhaltenen Exemplare von Salamandern und Hebammenkröten ( Alytes ) zu ermöglichen, von denen Kammerer behauptete, sie hätten bewiesen, dass erworbene Eigenschaften vererbt wurden. Bateson sah die Exemplare nie, aber schließlich wurden sie 1926 von GK Noble und Hans Przibram untersucht, die berichteten, dass die konservierten Salamander und Kröten mit Tusche behandelt worden waren. In einem Brief an die Kommunistische Akademie in Moskau - der gleiche Brief, in dem er seinen bevorstehenden Selbstmord ankündigte - gab Kammerer die Tatsachen zu, bestritt jedoch jegliche persönliche Kenntnis des Betrugs. Diese Angelegenheit erhielt große Publizität, mit dem sehr natürlichen Ergebnis, dass andere Ansprüche, die die Vererbung erworbener Eigenschaften unterstützen, in Frage gestellt wurden.

Die Ankündigung von Ivan Pavlov im Jahr 1923, dass ein in Mäusen etablierter konditionierter Reflex vererbt wird und deutliche Fortschritte in jeder Generation zeigt, wurde von Pavlov als Fehler zurückgezogen. Die angekündigten Ergebnisse standen außerdem in direktem Widerspruch zu etwas ähnlichen Experimenten von Halsey J. Bagg, E. Carleton MacDowell und Emilia Vicari.

Eine aufwändige Reihe von Experimenten mit Ratten wurde von einem amerikanischen Psychologen durchgeführt William McDougall (1927–30). Die jungen Ratten hatten die Wahl zwischen zwei Fluchtwegen aus einem Wassertank, in den sie getaucht wurden. Ein Durchgang wurde beleuchtet , und die Ratte, die daran vorbeikam, erhielt einen starken elektrischen Schlag. Der andere Durchgang war nur schwach beleuchtet, und eine Ratte, die daran vorbeikam, erhielt keinen Schock. Mit der Zeit lernten die Ratten, den weniger beleuchteten Durchgang zu nehmen. Der Test wurde beendet, als jede Ratte 12 aufeinanderfolgende Fluchten durch die dunkle Passage machte. Diese Ratten wurden Eltern einer anderen Generation, die wiederum die gleiche Ausbildung erhielt. McDougalls Aufzeichnungen zeigen, dass die Zeit, die die Ratten brauchten, um zu lernen, den Durchgang zu nehmen, der keinen Schock verursachte, in aufeinanderfolgenden Generationen allmählich abnahm. Dies sei ein Ergebnis der Erfahrung ihrer Vorfahren. Das gleiche Experiment wurde später von Francis Crew (1932) wiederholt, der in 18 aufeinanderfolgenden Generationen keine Hinweise auf eine Verbesserung fand.

Eine andere Klasse von Experimenten, die in späteren Jahren durchgeführt wurde, eröffnete ein weites Diskussionsfeld, nämlich die direkte und indirekte Auswirkung der äußeren Umgebung auf die Keimzellen selbst. Es gibt zwei verschiedene Möglichkeiten in der Situation: (1) Es wurde behauptet, dass die gleiche Art von Wirkung, die von einem externen Wirkstoff in den Körperzellen erzeugt wird, gleichzeitig die Keimzellen (Ei oder Sperma) so beeinflussen kann, dass sie produzieren eine neue Person, die das gleiche Merkmal zeigt(parallele Induktion). (2) Das externe Mittel kann nur in den Keimzellen eine Veränderung hervorrufen, die bei den Individuen der nächsten Generation auftritt, die sich aus solchen Keimzellen entwickeln (direkte Induktion). Die gleichen Effekte können dann in späteren Generationen auftreten, da das betroffene Keimmaterial selbst weitergegeben wird.

The first supposition, however plausible it may sound, may rest on a false analogy. The response of the body cells to an external agent is presumably a reaction depending on their specific differentiation. This view is supported by the absence of a similar response in other kinds of organs or tissues. What grounds, then, are there for supposing that the undifferentiated germ cells should be affected specifically but not show their response until the definite organ in question develops? There can be given no rational explanation for such an expectation, which obviously rests on an assumption at variance with what is known to physiology. There is no positive evidence to appeal to in support of this supposition, although there are a few cases which may at first sight seem to come under this heading. For example, Michael F. Guyer injected crushed lenses from the eye of a rabbit into fowls with the intention of producing in the blood of the fowl an antibody to rabbit lens tissue. Later some of the blood of the fowl was injected into a pregnant rabbit. In rare instances one or more of the young rabbits that were born showed abnormalities of some kind in their eyes. From a few of those affected individuals, offspring were produced which sometimes had abnormal eyes, but it was not claimed that the same specific abnormalities always appeared in parent and offspring. Several explanations may be offered. It is known that occasionally rabbits are born with defective eyes, but the absence of abnormal eyes in the control, unoperated relatives of those used, was supposed to meet this argument. Until the frequency of the occurrence is known, the reply is not entirely adequate. Nevertheless, the facts as reported appear to make it improbable that the connection was accidental. Sir Julian S. Huxley and Sir Alexander Carr-Saunders repeated Guyer’s experiments and failed to produce inherited defects in the eyes of the offspring, and other failures in mice and other species have been reported by other researchers.

Hermann J. Muller’s experiments with Drosophila (1927) treated with X-rays, in which defects, and even mutant types of a specific kind, were produced and inherited, appear to have been due to the direct action of the X-rays on the germ cells. Some of the mutant types thus produced were identical with those which had occurred "spontaneously" in earlier experiments. Radiation, heat, and certain chemicals are known to induce gene mutations. The effect is a direct one on the germ cells and not by way of somatic cells.

Finally, the most complete disproof of the inheritance of somatic influence is demonstrated in almost every experiment in genetics. When an individual with a dominant character is mated to one with a recessive character, all the offspring show the dominant character, in some cases in full force, in others less completely. When the hybrid is bred back to the recessive stock, half of the offspring show the dominant character, half the recessive. This is the expected ratio if half the ripe germ cells of the hybrid carry the dominant, half the recessive element. This result could not happen if the bodily characteristics (dominant) of the hybrid produced a sympathetic effect on the germ cells. Furthermore, it is possible to breed continuously from hybrid forms only—a common procedure in certain Mendelian work—yet when after many generations the stock has been tested, the dominant character has never been found to have affected the recessive elements in the germ material. The facts here are positive and unquestioned and contradict thoroughly the claim that the germ cells are affected specifically by the bodily characteristics of the individual.